高性能密封材料在桥梁领域的应用

高性能密封材料在桥梁领域的应用汇报人：袁培峰（副总工程师）四川·成都目录Contens既有桥梁腐蚀现状三高性能密封材料在桥梁领域的应用二一特色产品介绍公司简介四既有桥梁腐蚀现状一1、突出问题——主缆病害

英国forth公路桥：1965年建成通车，主跨1006m悬索桥。由于主缆锈蚀严重，计划2014年停止使用。1、突出问题——锚固系统病害

国内某大桥：渗水处于散索锚固处，下渗雨水滴在钢丝束上。锚室湿度、温度和露天环境基本一致；主缆下锚头联接器表面锈蚀，且表面有积水。锚室地锚严重锈蚀锚室索股锈蚀1、突出问题——索夹病害1、突出问题

——拉吊索失效

武夷山公馆大桥：2011年7月14日，福建武夷山公馆大桥垮塌，造成1人死亡、22人受伤。经过核查，该桥垮塌时，拱桥吊索失效，部分吊索钢丝从锚头中拔出、部分吊索断裂。1、突出问题—斜拉索腐蚀失效

委内瑞拉的Maracibo桥：建于1960年，1979年2月，一根拉索突然疲劳断裂，造成桥体局部坍塌，直接经济损失达5000万美元。

1、突出问题

——斜拉索腐蚀某斜拉桥典型病害1、突出问题—螺栓病害高性能密封材料在桥梁领域的应用二1、悬索桥主缆防腐密封2、索导管、预埋管防腐密封3、钢结构防腐密封

桥梁钢结构的防腐密封（用胶部位）4、钢-混桥梁加固1、主缆钢丝Φ5mm的高强钢丝（抗拉强度1670MPa，1860MPa)2、单股钢丝数有：61、91、127、169、217等1、悬索桥主缆防腐密封序号防护涂装部位涂装材料涂装厚度,μm1缠丝区非硫化型阻蚀密封（MF2000B防腐密封胶）2000~3500硫化型橡胶密封（MF860F聚硫防腐密封胶）1500~25002非缠丝区硫化型橡胶密封（MF860F聚硫防腐密封胶）3500~60001.1按照《悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件》JT/T694-2007要求，主缆缠丝区与非缠丝区用胶统计如下表：聚硫防腐密封胶不干性防腐膏主缆缠丝段涂层配套体系示意图

结构缝内非硫化防腐密封胶（MF2000M防腐密封胶）；结构缝外硫化型密封胶（MF860F聚硫防腐密封胶），以填满缝隙为准。MF860F、MF2000M1.2索夹直缝与环缝防腐密封工程案例-主缆防腐序号工程名称序号工程名称1马鞍山长江大桥14上海金高路桥2武汉古田桥15郑州潮河大桥3星海湾跨海大桥16抚顺天湖大桥4云南龙江大桥17环千岛湖绿道骑行悬索桥5桃花峪黄河大桥18云南金沙江葫芦口大桥6南京小龙湾大桥19蚌埠市浍河二桥7福州市螺州大桥20蚌埠市大庆路淮河公路桥8鄂尔多斯东胜景观大桥21怒江悬索桥9陕西汉中西二环大桥22虎门二桥10济南济宁八里庙大桥23成都云龙湾大桥11大连庄河大桥24杨泗港长江大桥（气夹）12安徽裕溪河大桥25重庆郭家沱长江大桥13移民大桥…………………2、索导管防腐密封推介方案：弹性密封防腐专利技术：ZL201212233244.5方案优越性1、预埋管两端采用固化型、高性能、老化性优异的聚硫弹性防腐密封胶进行防腐密封，能长期保证索体在苛刻环境条件下免受腐蚀；2、预埋管内灌注永久不干性、老化性优异的防腐密封胶，具有自吸式阻蚀密封性能，与索体混为一体，对预埋管内残留的水分具有吸收作用。

“封闭、稳定”的防腐系统使索体永久处于干燥环境，进而保证索体具有优异的耐久性和更长的使用寿命。2.1自锚式悬索桥锚室索导管防腐密封

（鼓山大桥、阳明滩大桥、南京小龙湾大桥）

MF860F、MF860L、MF2000G2.2悬索桥吊杆锚头防腐密封

（小龙湾大桥、桃花裕大桥）MF860F、MF860L、MF2000G、MF2000H2.3斜拉索索导管的防腐密封

（济南零点大桥、济南黄河大桥）MF860F、MF860L、MF2000G、MF2000HFAST工程（MF860F）工程案例-锚室、索导管序号工程名称序号工程名称1武汉古田大桥12济广高速零点立交斜拉桥2南京小龙湾大桥13山东黄河大桥3四川哪吒大桥14青岛丹山特大桥4哈尔滨阳明滩大桥15广东江顺大桥5大连北大桥16广州环城高速丫髻沙大桥6贵港同济大桥17辽宁港汕大桥7蚌埠市淮河公路桥18株洲水云桥(53T)8吉林雾凇大桥19重庆万州三桥(30T)9四川乐山犍为岷江大桥20嘉鱼长江大桥10宝鸡渭河大桥21移民大桥11郑万铁路桥…………………3.1U肋连接缝及连接板四周环缝密封

（港珠澳大桥）MF860F3、钢结构防腐密封U肋连接板的防腐密封acbda、过焊孔的防腐密封b、连接板周边环缝防腐密封c、连接缝的防腐密封d、手孔周边的防腐密封MF860F聚硫防腐密封胶3.2高强螺栓外露部分防腐密封MF860F3.3防撞护栏底座与螺栓防腐密封

（宁波象山港大桥、嘉绍大桥）MF860F、MF2000B3.4钢混结构主塔内部螺杆防腐密封

（武汉鹦鹉洲长江大桥）MF860F聚硫防腐密封胶3.5悬索桥锚杆防腐密封

MF521表面清理涂刷底漆施工流程

涂抹密封胶整体外观典型工程案例序号工程名称桥型跨度备注1重庆寸滩长江大桥悬索桥880米2马普托大桥(莫桑比克)400米3武汉杨泗港长江大桥1700米4南京仙新路过江通道1760米4、桥梁加固中的应用4.1桥梁扩截面、梁底植筋加固MF8714.2桥墩、梁体裂缝修补加固MF872桥梁粘钢、灌加固4.3桥墩、梁底碳纤维加固MF8734.4梁底、梁柱粘钢加固MF874、MF875特色产品介绍三1、聚硫防腐密封胶均为双组分体系，主要用于金属结构的密封防腐。40表面涂装密封防腐MF860F膏状、粘接强度高、变位能力弱MF521膏状、低模量、大伸长、变位能力大灌注型密封防腐MF860L灌注型、低模量、大伸长、变位能力大MF860F聚硫防腐密封胶产品特点：与镀锌钢、碳钢、混凝土等粘接强度高，具有优异的耐腐蚀、耐油、耐介质、耐老化性能。应用部位：适用于桥梁主缆、U肋、吊索锚头、高强螺栓、索导管等部位的密封防腐防护。依据标准：JT/T694《悬索桥主缆系统防腐涂装技术要求》

MF860L灌注型聚硫防腐密封胶产品特点：自流平型（流动型）、低模量、大伸长，与混凝土、金属等粘接，具有优异的密封、耐油、耐腐蚀、耐老化性能。应用部位：适用于桥梁锚固系统、索导管等部位的灌注型防腐密封。依据标准：JC/T976《道桥嵌缝用密封胶》MF521锚杆防护专用密封胶产品特点：非下垂型（膏状）低模量、高伸长率，弹性好，与金属、混凝土等基材粘接，具有优异的密封、耐油、耐腐蚀性。应用部位：适用于锚杆表面等大变位部位的防腐涂装。依据标准：JC/T976《道桥嵌缝用密封胶》及悬索桥锚杆防腐用密封材料设计要求。包装规格（均为中桶包装）kg/组A组分，kgB组分，kgMF860L灌注型聚硫防腐密封胶30273MF521锚杆防护专用密封胶30273MF860F聚硫防腐密封胶30273聚硫防腐产品包装规格聚硫防腐产品性能优势

目前，市场上的用于桥梁金属表面防腐的弹性密封材料主要聚硫类、硅改性聚醚类。两者材料体系不同，防腐效果差异明显。。

MF860F聚硫防腐密封胶聚硫类竞品硅改性聚醚类竞品国内1#国内2#国内3#国内4#MF521锚杆防护专用密封胶/硅改性聚醚类竞品MF860F聚硫防腐密封胶与市场防腐产品对比数据材料编号MF860F国内1#国内2#国内3#国内4#材料类别聚硫类聚硫类聚硫类硅改性聚醚硅改性聚醚水蒸气透过率，g/m2·d6.366.306.4815.1021.55硅改性聚醚密封材料的水汽透过率是聚硫密封材料的（2.4～3.4）倍，材料本体密封性差；聚硫密封材料本体密封防腐性能突出。依据JC/T694《悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件》标准测试如下：材料编号测试项目JC/T694标准要求MF860F（聚硫）国内1#（聚硫）国内2#（聚硫）国内3#（硅改性聚醚）国内4#（硅改性聚醚）23℃*7d拉伸强度，MPa≥2.503.162.312.512.542.71伸长率，%≥250507291392487350剥离强度，kN/m≥4.015.70.2(全脱)10.314.314.56120℃*7d拉伸强度，MPa≥2.003.333.002.54粉化1.80伸长率，%≥150434208595244剥离强度，kN/m/14.537.8011.2010.77国内3#（硅改性聚醚）经120℃*7d后胶体粉化哑铃试样120℃*5d哑铃试样120℃*7d剥离试样120℃*5d耐腐蚀试验：3%氯化钠盐溶液60℃*20d，要求密封胶覆盖下的金属不腐蚀，密封胶不变质经3%氯化钠盐溶液60℃*20d后：

MF860F胶体弹性良好，基材无腐蚀；

国内1#胶变硬，脱粘，出现锈点；

国内2#胶变硬，部分脱粘，出现锈点；

国内3#、4#部分脱粘，出现锈点；MF860F与市场竞品相比，本体防腐密封效果优势明显。长期自然暴晒试验——验证MF860F聚硫防腐密封胶在应用工况下的耐久性哑铃试样——验证MF860F材料的耐老化性；工型试样——验证MF860与镀锌钢经过老化后的粘结稳定性。“T”型剥离试样——验证MF860与镀锌钢经过老化后的粘结稳定性。长期自然暴晒试验硅改性聚醚暴晒1年MF860F暴晒6年胶体弹性、粘结良好粉化，弹性丧失自然暴晒试验

MF860F长期自然暴晒数据（哑铃及“T”型剥离试样）材料编号测试项目JC/T694标准要求初始性能暴晒7个月暴晒1年7个月暴晒3年暴晒6年拉伸强度，MPa≥2.50（初始）2.64////≥2.00（老化）/2.572.552.502.46伸长率，%≥250（初始）360////≥150（老化）/359332302277剥离强度，kN/m≥4.013.2（100%内聚）11.9（100%内聚）11.1（95%内聚）10.3（96%内聚）10.4（98%内聚）MF860F自然暴晒6年后，拉伸强度保持率为93%，伸长率保持率为77%，剥离强度保持率为79%，且与基材粘结稳定——MF860F暴晒6年后，其防腐密封性能完好，适用于桥梁防腐长期暴晒部位的长期防腐防水密封。MF860F长期自然暴晒数据（工型试样）暴晒时间测试项目初始性能7个月19个月36个月72个月拉伸强度，MPa1.521.471.311.241.06伸长率，%107981019098备注非标准要求测试项，为放大暴晒面积，充分考察暴晒老化衰减性制备

将MF860F试样暴晒面积增大6倍，自然暴晒72个月后，拉伸强度保持率为70%，伸长率保持率为91%，与镀锌钢粘结稳定，弹性保持良好——MF860F暴晒72个月后，防腐密封性能完好。a、极佳的密封性能：

聚硫密封胶的水汽透过率为固化型密封胶里最小，具有良好的密封性能；b、良好的高弹性：

通过配方优化、调整，固化后，其断裂伸长率可达到400%以上，完全可以满足桥梁震动引起的变形。c、优异的耐老化性：

通过进行高温（120℃）、盐雾、酸雾、水-紫外、紫外、高温高湿、低温等试验，产品性能变化不大，具有优异的耐老化性能，产品通过了国标以及欧标等标准的各项老化测试。聚硫密封胶的产品优势

该系列产品是以聚异丁烯为主体材料，并添加阻蚀剂、吸水剂、偶联剂和填充剂等配制而成。具有以下特点：

a、极佳的密封性能：

聚异丁烯在所有合成橡胶中的透气率最低，另外整个分子链非常柔顺，耐寒性能优异。2、不干性防腐密封胶（MF2000B、MF2000G、MF2000H、MF2000M）b、优良的阻蚀性：

配方中加入阻蚀剂，使外界进入的少许水分在产品表面与阻蚀剂形成钝化液，进而阻止水分进一步侵入从而起到阻蚀作用；

c、极强的吸水性能：加入高效吸水剂使产品对所处环境内水分进行有效吸附，从而保证环境相对干燥。其吸水能力不小于10g/kg。MF2000系列产品性能指标序号项目技术指标MF2000BMF2000G1密度,g/cm31.30～1.402不挥发份含量，%≥85953锥入度,1/10mm，25℃260~340—4粘度，Pa·s，25℃—30~505抗下垂性,

≤1mm—6耐温性-40℃弯曲180°不开裂90℃不流淌、不结皮7粘附率，%908吸水能力，g/Kg,≥109耐腐蚀性盐雾性试验7d后密封胶包覆的表面无腐蚀缺陷高温高湿试验15d后密封胶包覆的表面无腐蚀缺陷MF2000系列产品性能指标序号项目指标

MF2000H

MF2000M1密度，g/cm3

1.25～1.352锥入度，1/10mm

40～1003剪切强度，kPa

≥204剥离强度，N/m---≥4005水蒸汽透过率，g/m2·d≤1.16热老化试验热失重，%≤0.5外观无龟裂、粉化、失粘现象7耐温性高温烘焙，100℃不流淌、不脆裂、表面不结皮、不鼓泡

低温柔性a，

-40℃不断裂8耐腐蚀性盐雾性试验密封胶包覆的表面无腐蚀缺陷高温高湿试验9耐水性表面不开裂、不粉化，与基材不失去黏附力a

低温柔性试验温度也可按用户要求低于-40℃植筋加固概念用高强度的植筋胶，使钢筋、螺杆等与混凝土产生握固力，从而达到预留效果。施工后产生高负荷承载力，不易产生移位，拔出等。3.1MF871环氧植筋胶用途混凝土构件中钢筋和螺栓种植、建筑结构补强及框架植筋。环氧植筋胶MF871与国外竞品对比项目MF871国外竞品基本性能拉剪强度，MPa14.411.3弯曲强度，MPa97.073.7压缩强度，MPa112.798.5劈裂抗拉强度，MPa16.111.7老化性能50℃95%RH90天14.112.15%H2SO4溶液90天14.06.6Ca（OH）2饱和溶液90天13.610.380℃30天14.811.6结论：MF871各项性能均优于国外竞品。MF871S环氧植筋胶（水下固化）性能项目性能要求（A级胶）测试结果粘接性能钢-钢拉伸剪切强度标准值，MPa≥10.018*水下固化、养护7天，到期立即在5℃条件下测试≥1015*水下固化、养护7天的试件，晾干3天后，再在水下浸泡30天到期立即测试≥812*海水或人造海水：试验温度（35±2）℃，浸泡90天后测试拉剪强度降低率，%≤7，外观不得有裂纹或脱胶3.5

裂缝修补胶将对梁体开裂起到很好的修补加固作用。3.2MF872裂缝修补胶降低建筑物的抗渗力引起钢筋锈蚀降低材料耐久性混凝土碳化影响承载力梁体开裂项目性能指标测试值粘度，cp/25℃≤300260

抗拉强度，MPa2h≥6848h≥3040断裂伸长率，%≥1.33抗弯强度，MPa≥4555抗压强度，MPa≥6570钢-钢拉剪强度，MPa≥1515与混凝土的正拉粘结强度，MPa≥2.5且为混凝土内聚破坏3MF872环氧灌注结构胶（裂缝修补胶）性能3.3MF873碳纤维浸渍胶碳纤维浸渍加固概念指碳纤维材料通过碳纤维浸渍胶充分浸润、固化，完全粘接固定在构件表面，形成坚韧的复合层，从而对被加固构件起到补强作用。碳纤维浸渍胶性能对比项目GB50728MF873国外1#国外2#抗拉强度，MPa≥38.040.342.439.5伸长率，%≥1.53.642.772.10抗弯强度，MPa≥50.066.272.697.0抗压强度，MPa≥70.086.267.077.0拉剪强度，MPa≥1420.323.620.1对接拉伸强度，MPa≥4045.046.143.2钢-钢T冲击剥离长度，mm≤25.0000粘钢加固概念用粘贴钢板胶将薄钢板粘贴于结构的主要受力面，以提高截面的抗弯和抗拉承载力。3.4MF874涂抹型粘钢胶用途混凝土构件的外部粘钢补强，混凝土梁、柱、剪力墙等的结构粘接补强，钢板、混凝土的自粘和互粘。项目GB50728MF874国外1#国内1#抗拉强度，MPa≥30.035.431.644.7伸长率，%≥1.22.732.801.05抗弯强度，MPa≥45.077.172.077.6抗压强度，MPa≥6570.873.587.0拉剪强度，MPa≥15.021.123.09.8对接拉伸强度，MPa≥33.036.836.625.2钢-钢T冲击剥离长度，mm≤25.000150涂抹型粘钢胶性能对比3.5MF875灌注型粘钢胶粘钢加固概念用粘贴钢板胶将薄钢板粘贴于结构的主要受力面，以提高截面的承载力。用途用于梁、板、柱的外包钢加固。也可用于混凝土蜂窝、麻面等的灌胶修补。特别适用于大面积钢板或≥5mm的厚钢板的粘结加固。灌注型粘钢胶性能对比项目GB50728MF875国外1#国内1#抗拉强度，MPa≥30.065.733.461.3伸长率，%≥1.23.5416.92.59抗弯强度，MPa≥45.093.541.077.6抗压强度，MPa≥65.089.846.270.1拉剪强度，MPa≥15.015.813.913.8对接拉伸强度，MPa≥33.035.033.625.6钢-钢T冲击剥离长度，mm≤25.0